[发明专利]扬声器位置的估计

说明书

技术领域

本发明涉及扬声器位置的估计，且特别但并非排他性地，涉及在消费性环绕声系统中对扬声器位置的估计。

背景技术

声系统变得越来越先进、复杂和多变。举例而言，多通道空间音频系统，诸如五个或七个通道的家庭影院系统，变得流行起来。但是，在这种系统中，声品质，且特别是空间使用者体验，取决于听音位置与扬声器位置之间的关系。在许多系统中，声音再现基于假设的相对扬声器位置，且系统典型地设计成在被称作甜点（sweet spot）的相对较小区域中提供高品质空间体验。因此，系统通常假设扬声器定位成使得它们在具体标称听音位置提供甜点。

但是，由于实际应用环境的约束，理想的扬声器位置设置在实践中常常是无法复制的。实际上，由于常常认为扬声器是必需的而不是期望的设计特征，使用者(诸如，私人消费者)通常青睐在选择扬声器数量和位置方面的高度灵活性。举例而言，在典型起居室中，常常不能或不期望(例如，由于美观原因)将大量扬声器定位于导致最佳性能的位置。

已将某些音频系统发展成包括手动校准功能和补偿变化的扬声器位置的功能。举例而言，许多家庭影院系统包括用于手动设置每个通道的相对信号水平和延迟的器件(例如，通过手动地指示到扬声器的距离)。但是对于典型使用者而言，个别参数的这种手动设置倾向于相当麻烦且是不实用的。而且，其倾向于不提供最佳性能，因为能设置的参数是相对有限的(而对于许多非专业人士而言仍是迷惑的)。

还提出，基于在校准过程中将麦克风放置于听音位置来执行半自动化的自动过程。音频系统然后可优化每个通道的信号路径的各种特征，以提供在麦克风位置处优化的声音。但是，尽管这个过程可改进音频品质，但是其提供相对有限的灵活性，因为优化仅基于麦克风所提供的信息，因此受限于一个听音位置以及影响麦克风所俘获的声音的参数的适配。举例而言，其并不提供能用于优化该系统的任何直接空间信息。

这种音频系统包括基于相对于听音位置或区域的实际扬声器位置来优化音频信号处理的功能。举例而言，已提出自动地来优化信号处理以向消费者提供任何扬声器配置的优化的空间声音再现。

但是，为了优化这种灵活系统中的声音再现，需要确定扬声器位置且优选地还需要确定听音位置和使用者的方位。

还提出能基于扬声器输出的声学测量来自动确定扬声器位置。具体而言，提出了扬声器的相对位置可通过麦克风与每个扬声器的协同定位来确定，且于是每个麦克风依次播放校准信号（校准信号由其它扬声器的麦克风拾取）。通过从所俘获的信号确定从每个个别扬声器到所有其它扬声器的不同传播延迟，能估计扬声器设置的几何布局。

但是，这种方案具有某些相关联的缺点。举例而言，需要每个扬声器的额外硬件(麦克风)，由此增加了成本且限制了对于其中这种麦克风提供有扬声器的系统的使用。而且，其需要在中央单元与扬声器中的每一个之间的通信，从而进一步提高了复杂性和成本。此外，对房间中的声干扰的敏感性相当高。举例而言，除了扬声器之外的其它声源或阻挡从扬声器到麦克风的直接路径的物体可使得该方案显著地降级。而且，该方法需要播放校准信号，这意味着校准过程是明显的且可能会令使用者感到厌烦。而且，为了确定听音位置，需要将额外麦克风定位于听音位置。

已经提出的另一方案是基于射频(无线电频率)的定位方法，诸如RFID(射频识别)和超宽带(UWB)。这些方法使用附连到待定位物体上的标签。标签发出低功率RF信号，低功率RF信号由多个(>=3)RF传感器进行检测，之后，由三角形化（triangularization）来确定相对位置。但是这种方案也具有某些相关联的缺点。特别地，待定位的每个物体需要加上标签，需要多个传感器且需要在整个房间中空间地分配多个传感器，且室内准确度常常相对较低且不足以使得音频系统适应扬声器配置。而且，该方案相对昂贵，因为相关联技术的成本相对较高。

而且，大部分当前提出的方案的常见问题在于，它们并不易于从确定扬声器位置扩展到确定听者位置。举例而言，不便于将RFID传感器放置于听音位置。

因此，一种用于估计扬声器位置的改进系统将是有利的，且特别地，一种允许提高的灵活性、改进的音频品质、降低的成本、便利的操作、便利的实施、改进的使用者体验、改进的空间感知和/或改进的性能的系统将是有利的。

发明内容

因此，本发明设法优选地以单独方式或以任何组合方式来减轻，缓解或消除上文所提到的缺点中的一个或多个。